JP2007056623A - ユニット式建物 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない数の制振装置付き建物ユニットで効率的に制振を行えるユニット式建物を提供すること。
【解決手段】略直方体状に形成された骨組みを有する標準建物ユニット３２〜３９と、略直方体状に形成された骨組みを有し制振装置２０が設けられた制振装置付き建物ユニット３１とを組み合わせてユニット式建物１を施工する。そして、制振装置付き建物ユニット３１は、その床部を基礎２に接合し、かつ、４辺を標準建物ユニット３１に囲まれて配置されるとともに、これらの隣接する標準建物ユニット３２〜３９との間で接合部材を用いて互いに連結される。地震等によってユニット式建物１が揺れると、建物全体の振動を制振装置付き建物ユニット３１の制振装置２０で集中して吸収することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、略直方体状に形成された骨組みを有する標準建物ユニットと、略直方体状に形成された骨組みを有し制振装置が設けられた制振装置付き建物ユニットとを組み合わせて施工されるユニット式建物に関する。

四隅に立設される４本の柱と、これらの柱の上端間同士または下端間同士をそれぞれ結
合する梁を有し略直方体状に形成された骨組みを備えた建物ユニットを複数組み合わせて施工されるユニット式建物が知られている。
このユニット式建物には、地震等から建物を守るために制振装置を備えたものがある。制振装置を備えたユニット式建物として、従来では、複数の建物ユニットのうち外に面して配置された複数の建物ユニットの外側、つまり、外部に面している部分にそれぞれ補強材を設け、これらの補強材に制振装置をそれぞれ設けた構造がある（例えば、特許文献１）。

特開２００５−２３５９６号公報

しかしながら、特許文献１で示される従来例では、制振装置が建物の外側に面して配置されているので、制振装置付き建物ユニットを複数配置しなければならない。
制振装置付き建物ユニットは制振装置のない標準建物ユニットとは構造が複雑になり、制振装置の設置のためのコストがかかるという不都合が生じる。

本発明の目的は、少ない数の制振装置付き建物ユニットで効率的に制振を行えるユニット式建物を提供することにある。

本発明のユニット式建物は、図を参照して説明すると、柱１１及び梁１２，１３から略直方体状に形成された骨組み１４を有する標準建物ユニット３２〜３９と、柱１１及び梁１２，１３から略直方体状に形成された骨組み１４を有し制振装置２０，７０が設けられた制振装置付き建物ユニット３１，６１とを組み合わせて施工されるユニット式建物１，５であって、前記制振装置付き建物ユニット３１，６１は、その床部を基礎２に接合し、かつ、少なくとも２辺を前記標準建物ユニット３２〜３９に隣接するとともに、これらの隣接する標準建物ユニット３２〜３９との間で接合部材を用いて互いに連結されることを特徴とする。

この発明によれば、地震等で建物全体が揺れると、複数の標準建物ユニットの振動が制振装置付き建物ユニットの側部に伝達される。この制振装置付き建物ユニットは、その床部が基礎に接合されているため、振動が集中することになるが、制振装置付き建物ユニットに集中する振動は制振装置で制動されて弱められることになる。
そのため、本発明では、複数の標準建物ユニットに少なくとも２辺が隣接するように制振装置付き建物ユニットを配置したから、建物全体の振動を制振装置付き建物ユニットで集中して効率的に制動できるので、制振装置付き建物ユニットの数を少なくすることができる。

本発明では、前記制振装置は振動を吸収するダンパ２２，７４を備え、このダンパ２２，７４は前記制振装置付き建物ユニットの隣り合う壁面にそれぞれ設けられている構成が好ましい。
この発明によれば、地震等で水平面内の互いに直交する２方向に建物全体が振動しても、この振動を隣り合う壁面に配置されるダンパ２２，７４により効率的に吸収することができる。

前記制振装置付き建物ユニットは前記柱から所定間隔離れた間柱１５を備え、この間柱１５と前記柱との間に設けられた軸材２１に前記ダンパ２２が設けられている構成が好ましい。
この発明では、地震等で制振装置付き建物が振動すると、この振動が間柱と柱との間に設けられた軸材の軸方向に沿った伸縮運動に伝達され、この伸縮運動がダンパで吸収される。
そのため、制振装置を軸材とダンパとを備えて構成したので、装置の構造を簡易なものとすることができる。

前記骨組みの前記柱と前記間柱とのそれぞれ下方に延出して前記基礎に緊締されるアンカーボルト１６が設けられている構成が好ましい。
この発明では、骨組みの柱と間柱との下方に延出して設けられたアンカーボルトが基礎に緊締されているので、地震等の際に制振装置付き建物ユニットに振動が伝達されると、基礎からの振動が間柱と柱とにそれぞれ確実に伝達されることになる。そして、間柱と柱とに伝達された振動は軸材を介してダンパに集中して伝達され、このダンパで振動が効率的に吸収される。

前記制振装置付き建物ユニットの上階に前記標準建物ユニット４１〜４９が配置され、この上階の標準建物ユニットと前記制振装置付き建物ユニットとは互いに連結されている構成が好ましい。
この発明では、制振装置付き建物ユニットの水平方向に隣接する標準建物ユニットから伝達される振動だけでなく、制振装置付き建物ユニットの上に配置される標準建物ユニットから伝達される振動も制振装置で集中的に制動させることができる。そのため、複数階の建物であっても、少ない数の制振装置付き建物ユニットを利用して制振させることができる。

前記制振装置付き建物ユニットは、少なくとも前記柱と前記梁とがピン接合され、前記標準建物ユニットの前記柱と前記梁とは全て剛接合されている構成が好ましい。
この発明では、制振装置付き建物ユニットが振動する際に、少なくとも柱と梁とが回動するために制振装置への振動が伝えやすくなり、制振装置を効率的に作動させることができる。そして、標準建物ユニットの柱と梁とが剛接合（ラーメン接合）となっているから、建物自体の強度を維持することができる。

前記制振装置付き建物ユニットは天井面に前記ダンパが設けられている構成が好ましい。
この発明では、隣り合う壁面に加えて天井面にもダンパを設けることで、互いに直交する３方面での制振を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図１から図５は第１実施形態が示されている。
図１は第１実施形態にかかるユニット式建物を示す分解斜視図である。
図１において、ユニット式建物１は、基礎２の上に設けられた９個の下階建物ユニット３１〜３９と、これらの下階建物ユニット３１〜３９の上に設けられた９個の上階建物ユニット４１〜４９と、これらの上階建物ユニット４１〜４９の上に設けられた図示しない屋根とを備えて構成されている。
これらの下階建物ユニット３１〜３９は、前後左右に３個ずつ配置されており、このうち中心の下階建物ユニット３１は制振装置付き建物ユニットであり、残り８個の下階建物ユニット３２〜３９は標準建物ユニットである。そして、上階建物ユニット４１〜４９は、それぞれ下階建物ユニット３１〜３９の直上に配置されており、これらの上階建物ユニット４１〜４９は、それぞれ標準建物ユニットである。

図２には標準建物ユニットの骨組みが示されている。
図２において、下階建物ユニット３２〜３９及び上階建物ユニット４１〜４９は、四隅に立設された４本の柱１１と、これらの柱１１の上端間同士を結合する各２本の長辺天井梁１２Ａ及び短辺天井梁１２Ｂを含む天井梁１２と、柱１１の下端間同士を結合する各２本の長辺床梁１３Ａ及び短辺床梁１３Ｂを含む床梁１３とを有する骨組み１４を備えた標準建物ユニットである。これらの柱１１と、天井梁１２と、床梁１３との間は互いに溶接、その他の手段によってラーメン接合（剛接合）されている。
天井梁１２の互いに対向する長辺天井梁１２Ａの間には、所定間隔で複数本の図示しない天井小梁が架けわたされている。床梁１３の互いに対向する長辺床梁１３Ａの間には、所定間隔で複数本の図示しない根太が架けわたされている。そして、骨組み１４には、予め工場で、図示しない内壁、外壁、サッシ窓、天井面材や床面材、その他の艤装部材等が取り付けられている。
下階建物ユニット３２〜３９の４本の柱１１の下方には基礎２に締結されるアンカーボルト（図示せず）がそれぞれ設けられている。

図３には制振装置付き建物ユニットである下階建物ユニット３１の骨組みが示されている。図４には下階建物ユニット３１が基礎２に取り付けられた状態が示されている。
図３及び図４において、下階建物ユニット３１は標準建物ユニットと同じ骨組み１４と、４本の柱１１のうち１本の柱１１に対してそれぞれ所定間隔離れて配置された２本の間柱１５と、骨組み１４の柱１１と間柱１５とのそれぞれ下方に延出して設けられ基礎２に緊締されるアンカーボルト１６とを備えて構成されている。これらの間柱１５と４本の柱１１との下端側にそれぞれ設けられ基礎２に緊締されるアンカーボルト１６とを備えて構成されている。このアンカーボルト１６は基礎２の表面に形成された凹部（図示せず）に挿入されるとともに、この凹部に収納されたグラウト材にアンカーボルト１６が係止される。
そして、骨組み１４には、予め工場で、図示しない内壁、外壁、サッシ窓、天井面材や床面材、その他の艤装部材等が取り付けられている。

間柱１５は、その上端部が天井梁１２と接合され、その下端部が床梁１３と接合されている。
間柱１５の間に配置される柱１１の上端部と天井梁１２との間はピン接合され、他の柱１１の上端部と天井梁１２との間、４本の柱１１の下端部と床梁１３との間はそれぞれラーメン接合されている。ここで、ピン接合とは、柱１１の上端部にプレート１７を接合し、このプレート１７をボルト１８で天井梁１２に連結するもので、柱１１の上端部と天井梁１２とは多少の相対移動が許容される。
以上の構造の建物ユニット３１〜３９は、柱１１の頂部に図示しない係合ピンが突出して形成され、これらの係合ピンには図示しない連結プレートの係合孔が形成されることで、左右の建物ユニット３１〜３９が互いに連結される。そして、建物ユニット４１〜４９は、柱１１の下端部に形成された図示しない係合孔が係合ピンと係合することで、上下の建物ユニット３１〜３９，４１〜４９が互いに連結される。本実施形態では、係合ピンや連結プレートがユニット相互間を連結する接合部材として機能する。

間柱１５と柱１１との間には制振装置２０が設けられている。この制振装置２０は互いに直交する３方向の振動を吸収するために建物ユニットの隣り合う２面に配置されており、これらの２面は下階建物ユニット３３，３６に隣接する。
この制振装置２０は間柱１５の下端部と柱１１の上端部との間に斜めに設けられた軸材２１と、この軸材２１の途中に設けられ振動を吸収するダンパ２２とを備えており、このダンパ２２及び軸材２１は制振装置付き建物ユニット３１の隣り合う壁面にそれぞれ設けられている。

軸材２１は、略直線上に配置された２本の鋼材から形成されており、これらの鋼材の端部同士にダンパ２２が連結されている。
このダンパ２２はケーシングに弾性部材が収納された構造であり、この弾性部材は軸材２１からの力によって変形し、軸材２１からの力から開放されると元の形状に戻るものである。この弾性部材は、例えば、天然ゴムや合成ゴム、軟質塩化ビニル樹脂等の軟質合成樹脂等や、ゴムや合成樹脂を発泡させた発泡体等から形成される。

なお、第１実施形態では、制振装置付き建物ユニットは図３に示される構造のものに限定されるものではなく、図５に示されるように制振装置２０が２つの壁面に加え天井面に設けられた構造のものでもよい。
図５に示される通り、制振装置付き建物ユニットである下階建物ユニット３１は、長辺天井梁１２Ａの間に中間梁１９が架設され、この中間梁１９と短辺天井梁１２Ｂとの間には制振装置２０が設けられている。
この制振装置２０は短辺天井梁１２Ｂの柱１１側に位置する一端部と中間梁１９の他端部との間に斜めに設けられた軸材２１と、この軸材２１の途中に設けられ振動を吸収するダンパ２２とを備えており、このダンパ２２及び軸材２１は制振装置付き建物ユニット３１の天井面に設けられている。

第１実施形態においては、地震等によってユニット式建物１の全体が揺れると、建物１階の中央部分に配置されている下階建物ユニット３１に基礎２や隣接する下階建物ユニット３２〜３９、さらに上階建物ユニット４１〜４９から互いに直交する３方向の振動が伝達される。
すると、下階建物ユニット３１は、その床部が基礎２にアンカーボルト１６を介して接合されており、柱１１の上端部と天井梁１２との間がピン接合されているので、建物全体の振動が２カ所あるいは３カ所に配置された制振装置２０に集中する。これらの制振装置２０に伝達される振動により軸材２１が伸縮し、その伸縮に伴う力がダンパ２２に伝達されるが、この伸縮の力はダンパ２２で吸収される。

以上のような第１実施形態によれば以下の効果がある。
（１）柱１１及び梁１２，１３から略直方体状に形成された骨組み１４を有する標準建物ユニット３２〜３９，４１〜４９と、柱１１及び梁１２，１３から略直方体状に形成された骨組み１４を有し制振装置２０が設けられた制振装置付き建物ユニット３１とを組み合わせてユニット式建物１を施工する。そして、制振装置付き建物ユニット３１は、その床部を基礎２に接合し、かつ、４辺を標準建物ユニット３２〜３９に囲まれて配置されるとともに、これらの隣接する標準建物ユニット３２〜３９との間で接合部材を用いて互いに連結される構成である。そのため、地震等によってユニット式建物１が揺れると、建物全体の振動を制振装置付き建物ユニット３１の制振装置２０で集中して吸収することができるので、１個の制振装置付き建物ユニット３１で建物全体を効率的に制振することができる。

（２）制振装置２０は振動を吸収するダンパ２２を備え、このダンパ２２は制振装置付き建物ユニット３１の互いに直交する壁面に配置されている。そのため、地震等で水平面内の互いに直交する２方向に建物全体が振動しても、この振動を効率的に制振装置２０のダンパ２２で吸収することができる。

（３）制振装置２０は、柱１１から所定間隔離れた間柱と柱１１との間に斜めに設けられた軸材２１にダンパ２２が設けられた構造である。地震等で制振装置付き建物３１が振動すると、この振動が間柱１５と柱１１との間に設けられた軸材２１の軸方向に沿った伸縮運動に伝達され、この伸縮運動がダンパ２２で効率的に吸収される。そのため、制振装置２０を軸材２１とダンパ２２とを備えた簡易な構造とすることができる。

（４）骨組み１４の柱１１と間柱１５とのそれぞれ下方に延出して基礎２に緊締されるアンカーボルト１６が設けられているから、地震等の際に制振装置付き建物ユニット３１に振動が伝達されると、基礎２からの振動が間柱１５と柱１１とにそれぞれ確実に伝達されることになる。そのため、間柱１５と柱１１とに伝達された振動は軸材２１を介してダンパ２２に集中して伝達され、このダンパ２２で振動が効率的に吸収される。

（５）制振装置付き建物ユニット３１の上階に標準建物ユニットである上階建物ユニット４１が配置され、この上階建物ユニット４１と制振装置付き建物ユニット３１とは互いに連結されている。そのため、制振装置付き建物ユニット３１の水平方向に隣接する標準建物ユニット３２〜３９から伝達される振動だけでなく、上に配置される上階建物ユニット４１から伝達される振動も制振装置２０で集中的に吸収することができるから、２階建ての建物であっても、１個の制振装置付き建物ユニット３１を利用して効率的に制振させることができる。

（６）制振装置付き建物ユニット３１は、柱１１が床部の梁との間で剛接合（ラーメン接合）され、天井部との間でピン接合されている。そのため、制振装置付き建物ユニット３１で振動する際に、柱１１と天井部とが回動するために制振装置２０への振動が伝えやすくなり、制振装置２０を効率的に作動させることができる。

（７）制振装置付き建物ユニット３１は天井面にダンパ２２が設けられているから、隣り合う壁面に加えて天井面にもダンパ２２を合計３カ所設けることで、互いに直交する３方面での制振を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態を図６から図８に基づいて説明する。
第２実施形態は制振装置付き建物ユニットの構成が第１実施形態とは異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。
図６は第２実施形態にかかるユニット式建物５を示す斜視図であり、図７はユニット式建物５の平面図である。

図６及び図７において、ユニット式建物５は、基礎２の上に設けられた６個の下階建物ユニット６１，３５〜３９と、これらの下階建物ユニット６１，３５〜３９の上に設けられた６個の上階建物ユニット４１，４５〜４９と、これらの上階建物ユニット４１，４５〜４９の上に設けられた図示しない屋根とを備えて構成されている。水平方向に並ぶ建物ユニットは接合部材としての連結プレート５１を介して互いに接合されている。

下階建物ユニット３５〜３９及び上階建物ユニット４１，４５〜４９は標準建物ユニットであり、下階建物ユニット６１は制振装置付き建物ユニットである。
図８の（Ａ）には標準建物ユニットである下階建物ユニット３５〜３９及び上階建物ユニット４１，４５〜４９の骨組みの概略構成が示され、（Ｂ）には制振装置付き建物ユニットである下階建物ユニット６１の概略構成が示されている。
図８（Ａ）において、下階建物ユニット３５〜３９及び上階建物ユニット４１，４５〜４９では、天井梁１２Ａ，１２Ｂの接合部と柱１１の上端部とが剛接合されており、油化梁１３Ａ，１３Ｂの接合部と柱１１の下端部とが剛接合されている。

図８（Ｂ）において、下階建物ユニット６１では、天井梁１２Ａ，１２Ｂの接合部と柱１１の上端部とがピン接合されており、床梁１３Ａ，１３Ｂの接合部と柱１１の下端部とがピン接合されている。これらのピン接合の構造は図３で示される柱１１の上端部と天井梁１２との接合構造と同じものである。なお、柱１１の下端部には図示しないアンカーボルトが設けられている。
下階建物ユニット６１では、制振装置７０が隣合う壁面にそれぞれ設けられている。なお、制振装置７０は図８（Ｂ）の想像線で示される通り、天井面に設けられるものであってもよい。
制振装置７０は、例えば、制振ゴムからパネル状に成形される。

第２実施形態においては、地震等によってユニット式建物５の全体が揺れると、建物１階に配置されている下階建物ユニット６１に基礎２や隣接する下階建物ユニット３５〜３９、さらに上階建物ユニット４１，４５〜４９から互いに直交する３方向の振動が伝達される。
すると、下階建物ユニット６１では、建物全体の振動が２カ所に配置された制振装置７０に集中する。これらの制振装置７０では、伝達される振動が吸収される。

以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（２）、（４）〜（５）の効果に加えて以下の効果がある。
（８）制振装置付き建物ユニットである下階建物ユニット６１では、天井梁１２Ａ，１２Ｂの接合部と柱１１の上端部との接合、並びに、床梁１３Ａ，１３Ｂの接合部と柱１１の下端部との接合がそれぞれピン接合であるため、隣接する建物ユニットから伝達される振動をより効率よく吸収することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、制振装置付きの階建物ユニット３１，６１の前後左右に隣接して３個又は４個の標準的な下階建物ユニット３３，３５，３６，３８が配置されているが、本発明では、標準建物ユニットの振動を制振装置付き建物ユニットに伝達できるものであれば前述の構成に限定されるものではなく、例えば、図９及び図１０に示される通り、１個の制振装置付きの下階建物ユニット３１と３個の標準的な下階建物ユニット３５，３７，３８とを備えて建物の１階部分を構成し、下階建物ユニット３５，３８に面して制振装置２０を配置した構成でもよい。また、制振装置２０は１本の柱１１から互いに離隔した位置に配置される構成でもよい。

また、本発明のユニット式建物１，５は２階建てに限定されるものではなく１階建てあるいは３階建てにも適用できる。
さらに、制振装置付きの下階建物ユニット３１，６１は、間柱１５の下方側に延出したアンカーボルトを省略することができる。
さらに、ユニット式建物を多くの建物ユニットから構成する場合において、制振装置付き建物ユニット３１，６１は１個に限定されるものではなく、複数を用いてもよい。

本発明は、住宅等の建物や、店舗等の建物に利用できる。

本発明の第１実施形態にかかるユニット式建物を示す分解斜視図である。 標準建物ユニットの骨組みを示す斜視図である。 制振装置付き建物ユニットの骨組みを示す斜視図である。 制振装置付き建物ユニットが基礎に取り付けられた状態を示す断面図である。 第１実施形態の異なる構造の制振装置付き建物ユニットの骨組みを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかるユニット式建物を示す斜視図である。 第２実施形態にかかるユニット式建物の平面図である。 （Ａ）は標準建物ユニットの骨組みの概略構成を示す斜視図、（Ｂ）は制振装置付きユニット式建物の骨組みの概略構成を示す斜視図である。 本発明の変形例にかかるユニット式建物を示す斜視図である。 変形例にかかるユニット式建物の平面図である。

符号の説明

１，５ ユニット式建物
１１ 柱
１２ 天井梁
１２Ａ 長辺天井梁
１２Ｂ 短辺天井梁
１３ 床梁
１３Ａ 長辺床梁
１３Ｂ 短辺床梁
１４ 骨組み
１５ 間柱
１６ アンカーボルト
２０，７０ 制振装置
２１ 軸材
２２ ダンパ
３１，６１ 下階建物ユニット（制振装置付き建物ユニット）
３２〜３９ 下階建物ユニット（標準建物ユニット）
４１〜４９ 上階建物ユニット（標準建物ユニット）
５１ 連結プレート（接合部材）

Claims (7)

1. 柱及び梁から略直方体状に形成された骨組みを有する標準建物ユニットと、柱及び梁から略直方体状に形成された骨組みを有し制振装置が設けられた制振装置付き建物ユニットとを組み合わせて施工されるユニット式建物であって、
   前記制振装置付き建物ユニットは、その床部を基礎に接合し、かつ、少なくとも２辺を前記標準建物ユニットに隣接するとともに、これらの隣接する標準建物ユニットとの間で接合部材を用いて互いに連結されることを特徴とするユニット式建物。
2. 請求項１に記載されたユニット式建物において、
   前記制振装置は振動を吸収するダンパを備え、このダンパは前記制振装置付き建物ユニットの隣り合う壁面にそれぞれ設けられていることを特徴とするユニット式建物。
3. 請求項２に記載されたユニット式建物において、
   前記制振装置付き建物ユニットは前記柱から所定間隔離れた間柱を備え、この間柱と前記柱との間に設けられた軸材に前記ダンパが設けられていることを特徴とするユニット式建物。
4. 請求項３に記載されたユニット式建物において、
   前記骨組みの前記柱と前記間柱とのそれぞれ下方に延出して前記基礎に緊締されるアンカーボルトが設けられていることを特徴とするユニット式建物。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたユニット式建物において、
   前記制振装置付き建物ユニットの上階に前記標準建物ユニットが配置され、この上階の標準建物ユニットと前記制振装置付き建物ユニットとは互いに連結されていることを特徴とするユニット式建物。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載されたユニット式建物において、
   前記制振装置付き建物ユニットは、少なくとも前記柱と前記梁とがピン接合され、前記標準建物ユニットの前記柱と前記梁とは全て剛接合されていることを特徴とするユニット式建物。
7. 請求項２から請求項６のいずれかに記載されたユニット式建物において、
   前記制振装置付き建物ユニットは天井面に前記ダンパが設けられていることを特徴とするユニット式建物。

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